鉛系ペロブスカイト発光ダイオード（PeLED）は、発光調整が可能、高輝度、高効率、広色域、低コスト、溶液加工可能などの利点があり、固体照明、超高精細ディスプレイ、光通信などの分野での応用が期待されています。しかし、鉛系ペロブスカイトは毒性が高く、人や環境に害を及ぼし、持続可能な開発理念に適合しません。純赤色の二次元フェニルエチルアンモニウムヨウ化スズ（PEA₂SnI₄）ペロブスカイトは、超高い色純度、超広色域（Rec.2020標準に近い）、環境に優しいなどの利点があり、次世代ディスプレイ用赤色発光材料として期待されています。しかし、鉛系ペロブスカイトと比較して、スズ系ペロブスカイト薄膜の成長速度が速いため、薄膜の品質が低く、Sn²⁺イオンが酸化されやすくSn⁴⁺となり、非放射性再結合が発生します。PEA₂SnI₄をベースとした純赤色PeLEDの発光性能は低く、鉛系PeLEDデバイスに大きく劣ります。本研究では、ビタミンCの多機能添加剤がスズ系ペロブスカイトの結晶化を抑制し、薄膜の品質を改善することを発見しました。同時に、ビタミンCの還元性によりSn²⁺のSn⁴⁺への酸化を効果的に抑制します。したがって、ビタミンCの添加によりスズ系ペロブスカイト薄膜のトラップ密度が大幅に低減され、非放射性再結合率が抑制されます。添加剤の相乗効果により、純赤色PeLEDの発光性能が大幅に向上し、最大輝度は67.6 cd/m²から513.6 cd/m²に、最大外部量子効率は0.2%から0.68%に向上しました。本研究は、PEA₂SnI₄ベースの純赤色PeLEDのディスプレイ分野における潜在的な応用価値を示し、高効率なスズ系ペロブスカイト発光材料およびデバイスの設計・製造に対する知見を提供します。

純赤色光;ペロブスカイト;電気発光;発光ダイオード